3.6.Коммутационное оборудование

Коммутационные блоки

Основным компонентом, предназначенным для терминирования кабелей и проводников в телекоммуникационных шкафах и на рабочих местах, является коммутационный (терминационный) блок. Коммутационные блоки могут иметь самые разнообразные формы и конструкции и за годы своего развития они превратились в довольно сложный "системный" компонент. Коммутационный блок может быть интегрирован и в пэтч-панель. Существует два основных типа коммутационных блоков - блок типа 66 и блок типа 110. Оба типа в настоящее время предлагаются большим количеством производителей, и многие версии терминационных блоков интегрированы в такие компонеты, как коннекторы розеток и пэтч-панели. Эти два типа доминируют в установленных системах и на новых развивающихся рынках сбыта, поэтому им будет уделено детальное внимание. Кроме того, рассмотрены пара "частных" терминационных систем, которые производятся только одним производителем и распространены не так широко (BIX и KRONE). На рынке можно найти несколько других типов блоков, но вне зависимости от типа, все они используют один и тот же метод создания контакта путем смещением изоляции – проводник проталкивается между двумя металлическими поверхностями контакта (обычно с помощью специального терминирующего инструмента) и изоляция либо удаляется, либо прорезается, либо смещается.

Наиболее часто применяются четыре типа терминационных блоков - 66, 110, BIX, и KRONE.

Стандарт EIA/TIA-568-А предписывает использование коммутационных блоков с типом контакта IDC - "контакт со смещением изоляции" (IDC - Insulation Displacement Connection). Блоки 110, KRONE и BIX используют контакты IDC. Тип 66, несмотря на соответствие требованиям категории 5, использует более старый тип контакта - технологию разрушения изоляции. Метод создания контакта путем смещения изоляции (IDC), в общем случае, признается как более быстрый и более надежный способ терминирования проводников по сравнению с методом намотки проводника на штыревой контакт. При методе IDC изоляция не удаляется с проводника, а сам проводник проталкивается в двухсторонний терминирующий нож с острыми внутренними краями, который прорезает изоляцию и создает прочное электрическое и механическое соединение. Проводник плотно сидит между двумя металлическими контактами и, таким образом, формируется вакуумно-плотная изоляция места соединения. Большинство систем IDC требует применения специальных терминирующих инструментов. Вакуумно-плотное IDC-терминирование исключает вероятность биметаллической коррозии, возникающей при использовании резьбовых контактов, когда оголенный медный проводник и контактный винт, изготавливаемый из другого материала (обычно оцинкованного), соединяются в присутствии атмосферного кислорода.

Все IDC-типы разработаны для применения относительно постоянных соединений. Если требуется внесение изменений в систему, проводник должен быть сначала удален, коннектор очищен от всех остатков металла и пластика, а затем проводник подрезается и перетерминируется.

Коммутационные блоки типа 66М.

Самым первым терминационным блоком, нашедшим применение в телекоммуникационных системах, был коммутационный блок типа 66. Этот вид конструкции использовался на протяжении десятилетий и на сегодняшний день его роль в телефонной промышленности весьма значительна.

Существует несколько видов блоков 66, но наиболее распространенным является 66М 1-50. Этот блок имеет 50 горизонтальных рядов контактов для терминирования проводников. Каждый ряд состоит из четырех вилкообразных контактных ножей. Каждый такой контакт, носящий название "вилка", штампуется из одного куска металла. Четыре вилки в каждом ряду сгруппированы в две группы 1-2 и 3-4, в котором каждая пара контактов соединена механически и электрически. Некоторые варианты блоков 66М имеют все четыре контакта соединенными, а некоторые - все четыре независимыми друг от друга. Горизонтальные или магистральные кабели прокладываются под монтажными рамами блоков 66, а затем выходят на внешнюю сторону через специальные проемы в монтажных рамах. Внешняя оболочка кабеля удаляется. Пары разводятся в соответствии с цветовой кодировкой и укладываются в щели, расположенные на боковых сторонах блока и соответствующие определенному контакту. Как правило, проводники пары проходят через щель, расположенную выше контакта, а затем заходят в его нож. Контакт оборудован крюком для облегчения фиксации проводника во время терминирования. Боковые щели служат только для позиционирования проводников - они не обеспечивают ни крепления, ни ослабления натяжения проводников. После раскладки и фиксации проводников они терминируются в коннекторах с помощью специального терминирующего инструмента.

Блок 66 имеет маркировку "ВЕРХ" ("ТОР") для ориентации при монтаже. Все проводники кабеля должны быть терминированы вне зависимости от их дальнейшего использования. Если же по каким-либо причинам необходимо терминировать число пар меньшее, чем число пар в кабеле, лишние пары должны быть подрезаны до уровня края внешней оболочки кабеля или немного глубже.

Блоки 66 предназначены для терминирования одножильных медных проводников размером от 20 до 26 AWG в пластиковой изоляции. Использование многожильных проводников не рекомендуется. При терминировании проводник запрессовывается в щель между двумя лезвиями контакта с помощью специального терминирующего инструмента, изоляция разрезается (смещается) и создается вакуумноплотный контакт между медным проводником и коннектором из фосфорной бронзы. Пружинное действие луженого коннектора удерживает проводник. Терминирующий инструмент также удаляет и излишек проводника. Допускается терминирование только одного проводника в одном коннекторе. После удаления проводника из контакта контакт может быть использован повторно при условии, что вновь терминируемый проводник будет такого же или большего размера. Использование проводников размером меньше допустимого, многократное использование коннектора и терминирование двух проводников в одном коннекторе рано или поздно приведет к деградации качества контакта.

Технология развития пары при терминировании и длина развития пары создают проблему использования высших категорий рабочих характеристик, таких как категория 5. Коммутирующие клипсы, представляющие из себя (с точки зрения технологий высокочастотной передачи сигнала) довольно крупные металлические объекты, также могут вносить значительный вклад в деградацию согласования импеданса и переходного затухания на высоких частотах. По этой причине стандартные блоки 66М не пригодны для работы с категориями выше категории 3.

Некоторые производители предлагают блоки 66 с низкими уровнями NEXT, способные работать в системах категории 5. Стандартный метод разводки проводников "один проводник на щель" создает высокие уровни перекрестных помех даже на специальных блоках категории 5. Для обеспечения соответствия требованиям высокоскоростных технологий пары укладываются в щели целиком без развития проводников и укладки их в две щели. Этот метод позволяет поддерживать пары неразвитыми на минимальное расстояние от точек терминирования. Единственным незначительным недостатком такой технологии является затрудненное чтение цветовой кодировки терминированных проводников.

Существует версия блока 66, подобная блокам с telco-коннекторами, но выполненная на основе 8-позиционных модульных гнезд.

Гнезда монтируются на боковых сторонах блока группами по 4. Такой тип блока устраняет необходимость использования дополнительной пэтч-панели для подключения к кабельной системе активного оборудования с однопортовыми модульными коннекторами. При использовании таких систем нужно удостовериться в том, что конкретный блок специфицирован для работы с высокоскоростными приложениями. Проводники и пары, соединяющие модульные гнезда и контакты блока, могут не обладать достаточным уровнем рабочих характеристик. В этом случае блок не может быть использован в системах категорий 4 и 5.

Для монтажа блоков 66М используются несколько методов. Наиболее распространенным является непосредственное крепление на специальных настенных панелях. Обычно такие панели изготавливаются из листа фанеры или ДСП размерами 2,5 м х 1,5 м х 2 см, крепятся к стене и покрываются огнеупорными красителями светлого цвета. Блок 66, как правило, состоит из двух частей - передней, содержащей контакты и монтажные щели, и монтажной рамки, крепящейся на стенной панели. После монтажа рамки на стене блок 66 устанавливается на нее и фиксируется с помощью защелок, являющимися частью рамки. В блоках с подсоединенными конекторами коннекторы, как правило, монтируются на рамке и блок может быть установлен только как единое целое. Кроме монтажа на стенных панелях, блоки 66 могут устанавливаться на монтажных металлических рамах. Рамы затем могут монтироваться на настенных панелях или в стандартных аппаратных стойках размером 19". Цветовое кодирование блоков 66 следующее: общая цветовая схема разбита на пять 5-парных групп. Каждая группа имеет собственный первичный цвет, одинаковый для всех пар в группе. Первичные цвета по порядку - белый, красный, черный, желтый и фиолетовый (или пурпурный) имеют сокращенные обозначения W, R, ВК, Y, V (или Р). Могут встречаться и такие сокращения - WHT, RED, BLK, YEL и VIO или PUR. Например, первая труппа проводников имеет проводник белого цвета в каждой паре; второй проводник окрашен во вторичный цвет. Вторичные цвета - голубой, оранжевый, зеленый и серебристо-серый имеют сокращенные обозначения -BL, О, G, BR и S (или ВШ, ORG, CRN, BRN и SLT). Следует отметить, что в соответствии с TIA 568-А используются сокращенные аббревиатуры (первая буква цвета или две буквы, где это необходимо).

Каждый проводник в паре имеет спиральную или кольцевую полоску на оболочке цвета парного ему проводника. Пары идентифицируются по их первичному и вторичному цветам. Таким образом, первая пара в первой группе - W/BL ("бело-голубая" или "white-blue") и состоит из белого проводника с голубой полосой и голубого проводника с белой полосой. Проводник, окрашенный первичным цветом, всегда терминируется первым (в блоке 66 сверху вниз).

Коммутационные блоки типа 110

Широко используемый терминационный блок типа 110 применяется сравнительно недавно – около двух десятилетий. Как альтернатива старым системам, система 110 была разработана для высоких плотностей терминирования проводников и лучшего разделения "входящих" и "выходящих" кабелей. Кроме этого, система 110 имеет большое значение, потому что ее 4-парные коннекторы используются в большинстве пэтч-панелей и розеточных модулях, выпускаемых различными производителями.

Система 110 состоит из двух базовых компонентов - коммутационного блока 110 и коннектора 110С. Коммутационный блок 110 – это штампованный монтажный пластиковый узел с горизонтальными индексированными гребенками, на каждой из которых укладываются и фиксируются 25 пар проводников. Блоки изготавливаются различной емкости - 50, 100, 200 и 300 пар. 100-парный блок имеет четыре горизонтальные гребенки, ЗОО-парный - 12. Блок 110А имеет свободное пространство глубиной 80 мм под монтажной рамкой для укладки кабелей и используется в стандартных приложениях. Блок 110D выпускается в низкопрофильном исполнении со свободным пространством глубиной 30 мм для специальных приложений. Блок 110Т с размыкателем линии обеспечивает возможность разрывать линию при тестировании ее в любом направлении. Между гребенками оставлено пространство для аккуратной раскладки терминируемых проводников. Сам коммутационный блок не создает электрического контакта с проводником, а только надежно фиксирует его. После распределения и фиксации пар кабеля они терминируются с созданием электрического контакта путем посадки коннектора 110С в гребенку блока.

Коннектор 110С представляет собой цельнопластиковый узел, в котором расположены луженые металлические контакты, предназначенные для терминирования проводников размером 22, 24 и 26 AWG с помощью технологии IDC. Коннекторы изготавливаются в 3-, 4-и 5-парных конфигурациях и крепятся на коммутационном блоке с помощью замкового механизма. Верхний край коннектора 110С используется для терминирования кроссировочных проводников или, иногда, других кабелей, или для подключения адаптеров. Коннектор имеет систему цветового кодирования, облегчающую раскладку проводников и их терминирование. Кроссировочные проводники представляют собой пары в изоляции без внешней оболочки. Система 110 предназначена для работы с изолированными проводниками размером от 22 до 26 AWG, Коннекторы 110 предназначены для терминирования только одножильных проводников.

Система 110 используется для терминирования многопарных станционных кабелей и создания кросс-соединений с другими точками терминирования. В типичной ЛВС-инсталляции может быть смонтировано несколько настенных или стоечных блоков 110, соединенных с пэтч-панелями кроссировочными кабелями. Существуют рамные узлы 110 с заранее терминированными 25-парными кабелями. На другом конце этих кабелей установлены 50-контактные telco-коннекторы, с помощью которых можно осуществлять подключение к активному сетевому оборудованию, телефонным коммутаторам и другим устройствам с многопортовыми выходами. В общем случае, система 110 может работать в сетях категории 5. Это свойство обеспечивается за счет небольших размеров коннектора 110 и возможности поддерживать целостность витков пары практически до самой точки терминирования,

Коммутационный блок 110 является важной составной частью многих розеточных модулей и пэтч-панелей. Он обладает преимуществами простоты использования в дополнение к способности создавать высококачественный контакт. Главным недостатком блока 110 является расположение контактов в одном ряду, что делает его шире некоторых других систем IDC. Это мешает близкому расположению гнезд на одной плате розетки. Некоторые производители пэтч-панелей решают эту проблему расположением гребенок 110 в два ряда, от которых пары расходятся к гнездам,

Система цветового кодирования блоков 110 аналогична схеме для блоков 66. К преимуществам блоков 110 можно отнести наличие цветовых маркеров, нанесенных на верхний край гребенки коннектора 110, что значительно облегчает раскладку проводников и снижает вероятность ошибок при терминировании.

Прочие коммутационные системы

Две коммутационные системы используются во многих инсталляциях. Это - система BIX от NORDX/CDT (бывший Nortel Northern Telecom) и KRONE. Обе обеспечивают функциональность, эквивалентную системе 110, и значительно более лучшую, чем старая система 66.

Коммутационные блоки BIX

Коммутационная система BIX является основой СКС категории 5 производства компании NORDX/CDT, и носящей название IBDN (Integrated Building Distribution Network). Несмотря на то, что коннектор был создан в 1980 году, все современные коннекторы BIX соответствуют спецификациям категории 5.

Система NORDX/CDT BIX весьма сходна по своей концепции с системой 110. Это - двухсторонний 50-контактный коннектор, монтируемый горизонтально на монтажной раме. В отличие от системы 110, магистральные или горизонтальные кабели терминируются непосредственно на задней стороне коннектора. Матрица коннекторов BIX, установленных на 50-, 250- или 300-парные рамы, формирует "модуль". Модули могут монтироваться непосредственно на стенах, на настенных панелях или в аппаратных стойках при использовании комплекта для монтажа в стойках. Модули также могут быть установлены на специальных рамах, формируя таким образом готовый распределительный щит.

Конструкция коннектора BIX обеспечивает отличные характеристики по переходному затуханию. Кроссировка осуществляется с внешней стороны коннектора BIX. Коннекторы маркируются с 4- или 5-парными интервалами, 4-парные версии, как правило, применяются для большинства приложений ЛВС, а 5-парные версии хорошо подходят для терминирования кабелей с 25 и большим количеством пар.

Все соединения выполняются с помощью специального инструмента, функционально аналогичного инструментам, используемым для терминирования блоков 66 и 110. В комплекты насадок стандартных инструментов часто включаются насадки для терминирования коннекторов BIX. Кабели при терминировании заводятся либо с двух сторон монтажной рамы, либо сверху или снизу коннектора. Монтажные рамы оборудованы маркировочными линейками, устанавливаемыми между парами коннекторов В1Х, Для коммутации двух позиций вертикально расположенной смежной пары коннекторов предусмотрены специальные коммутационные клипсы.

Коммутационные блоки BIX используются также в качестве коннекторов в модульных телекоммуникационных розетках и в пэтч-панелях. Розетки и пэтч-панели поставляются несколькими производителями, но сами блоки изготавливаются только NORDX/CDT.